WO2015155131A1 - Gondel einer windenergieanlage - Google Patents

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wind turbine
generator
support
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Ihno Coordes
Frank Knoop
Peter Geiken
Thorsten Flessner
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention relates to a nacelle, a wind turbine and a method for producing a nacelle of a wind turbine. Moreover, the present invention relates to a wind turbine.
  • Wind turbines are known and the most common type is a so-called horizontal axis wind turbine in which an aerodynamic rotor is driven by the wind and rotates about a substantially horizontal axis.
  • the rotor drives a generator and the present invention relates in particular to a gearless wind turbine, in which the aerodynamic rotor is coupled directly to the generator, namely its electrodynamic rotor or rotor.
  • the generator, and as a result, the aerodynamic rotor are carried by a machine carrier on a tower.
  • an azimuth adjustment namely alignment of the rotor with the wind, can usually be achieved via an azimuth bearing between the machine carrier and the tower.
  • At least the generator, the machine carrier and other necessary for controlling the wind turbine elements are housed in a nacelle, which protects these elements by a nacelle cover or gondola outer skin or the like from the weather, especially from rain and wind.
  • Such gondolas are basically known but may have some problems. This includes that especially in rotating parts, such as the generator, noises are generated, which radiates the gondola as audible sound to the outside.
  • noises are generated, which radiates the gondola as audible sound to the outside.
  • it is quite expensive to provide such gondolas on site for building a wind turbine because such gondolas in modern wind turbines, in particular gearless wind turbines, sizes that can hardly be transported on the road and disassembly required for transport, or another Need way of manufacturing at the erection site. Accordingly, the problem of sound radiation and, of course, the need for protection against the effects of weathering must also be taken into account.
  • a nacelle according to claim 1 is proposed.
  • This nacelle comprises a machine carrier, a support module and a nacelle cover.
  • the support module takes on electrical control device and can also be referred to as E-module.
  • the nacelle cover is provided for protecting at least the support module, including the electric control devices and the machine support that are received therefrom, from the effects of the weather.
  • the nacelle cover thus essentially provides a closed shell.
  • the closed shell may have openings such as ventilation openings or entrance or exit hatches, but which are designed so that in normal operation, ie in particular with closed hatches, the protection against the weather, especially against rain and wind is guaranteed.
  • the nacelle cover in the area of the support module, the generator cover in the region of the generator and the spinner cover, which encloses all parts which rotate together with the rotor hub.
  • the support module and, in addition or alternatively, the nacelle cover be connected via decoupling means to the machine frame, so that there is an elastically damped connection with the machine frame.
  • This is proposed in particular for the support module, which is thus connected to the machine support via this decoupling means.
  • this decoupling means of the machine frame preferably consists solely of these decoupling means a supporting connection to the machine frame.
  • other connections such as electrical cables or protective covers that cover a separation gap between the machine frame and support module, both elements, ie machine support and support module touch, which may apply, moreover, with regard to the nacelle cover, but the support function is only here made via this decoupling agent.
  • the decoupling means thus results in that the support module is carried by the machine carrier, but otherwise decoupled from the machine carrier.
  • the transmission of structure-borne noise from the machine carrier to the support module is prevented.
  • a complete prevention of the transmission of structure-borne noise may not be achieved, but the transmission is at least significantly prevented or attenuated.
  • the entire support module and according to one embodiment, including the entire nacelle cover, are carried by this decoupling means on the machine frame.
  • this decoupling means for example, four support points and thus four decoupling means can be provided, which are distributed as uniformly as possible in order to absorb the weight of the support module as evenly as possible.
  • Such decoupling agents can, for example, rubber rings or the like. have, in which the support module is inserted with corresponding receiving pins or the like. Furthermore or alternatively, other decoupling come into consideration, for example, can also have active damping elements, such as damping cylinder.
  • the nacelle cover is fastened to the support module via decoupling means, a spinner panel is fastened via decoupling means to a rotor of the generator or a rotor of the generator and / or a generator cover is fastened to a stator of the generator via decoupling means.
  • a decoupling in particular namely sound decoupling connection is provided at these transitions to the respective cladding or the respective cladding section, which prevent the supply of structure-borne noise for the corresponding cladding elements or cladding sections, and thereby prevent the emission of sound.
  • the decoupling means are adapted to the respective task, namely in particular to the loads that they each have to carry and to the direction of force, which can constantly change, especially in the case of spinning spinner lining in operation. Otherwise, however, they are similar, so that simply the same term, namely decoupling agent, is used for the different compounds.
  • the decoupling means are designed so that they prevent the transmission of structure-borne noise.
  • such adjusting means can be adjustable, in particular be adjustable online, in order to adapt to varying acoustic emissions.
  • the frequency of structure-borne noise whose transmission is to be prevented depends on the speed of the generator. This could be taken into account by adjustability. Possibly. may also affect environmental conditions, such as the temperature frequency and / or amplitude of structure-borne noise in the machine frame.
  • the support module is designed such that it is placed in a state equipped with the control devices on the machine carrier or is used in the receptacles provided for the decoupling means. This means, on the one hand, that the support module has a corresponding intrinsic stability, in this th state to be raised.
  • corresponding lifting sections are provided on the support module.
  • the support module is designed in total so that it can embrace the machine carrier accordingly. In that regard, so the support module is tuned to the machine carrier. In addition or as an alternative, this can also be achieved by appropriately matching the machine carrier to the suspension element.
  • the design of the machine frame is largely determined by its role in supporting the generator and the aerodynamic rotor. In particular, in a gearless wind turbine here are enormous forces to absorb, which must transmit the machine frame to the tower head, in particular to the azimuth bearing out. Accordingly, the machine carrier is formed and the support module is adapted thereto.
  • the interconnections of the electrical devices are already made among each other, as far as this concerns elements which are arranged on the support module, such as, for example, the generator and connecting line, which extend down the tower to the tower.
  • the support module is structurally designed so that it fits in the assembled state in a container.
  • This refers to a standard sea container, which is common and known as a 20-foot or 40-foot container.
  • the height and width of the container which are the same for the two mentioned containers. The length (20 or 40 feet) is not the limiting size here.
  • the support module When setting up the wind turbine then the support module is essentially prepared with its facilities and can be relatively easily and quickly installed, in particular placed on the machine support, which is already on site, in particular already mounted on the tower head or azimuth.
  • the decoupling means for supporting the support module on the machine frame are preferably arranged in a peripheral foot section or foot section of the machine frame.
  • This foot section is arranged in a lower region of the machine carrier, namely above and in the vicinity of an azimuth bearing as intended.
  • these decoupling means are arranged in a rim-like or rim-like section of the machine carrier, in which also azimuth drives are provided for effecting an azimuth adjustment, namely on an azimuth motor receiving section.
  • these decoupling means and thus the receiving points in arranged a very deep region of the machine carrier, so that the corresponding fastening means, such as. Fixing pins of the support module, can be arranged at the bottom of the support module. Thereby, the support module can be arranged in a stable manner and provide ample space for the electrical equipment.
  • the nacelle cover (1270), the spinner panel and / or the generator cover each have a support frame (1974) and shell segments (308) received therein and in particular generalized the shell segments, so that in each case a plurality of identical shell segments are provided, and the shell segments are dimensioned so that they can be accommodated for transport in 20-foot and / or 40-foot containers.
  • the generalization can simplify the construction of the nacelle because less different parts are needed and at the same time transport can take place in a standardized container. This allows the elements to be protected during transport and avoids special transports, which can save costs. This has become possible by the proposed division of the panel into individual sections, which according to the generalized panel elements, especially shell segments.
  • the nacelle has a longitudinal axis defining a longitudinal direction and in particular corresponds to a rotation axis of the generator, and some or all of the shell segments are aligned longitudinally with two lateral, equal longitudinal edges, a shorter and a longer transverse edge, or two the same transverse edges, wherein the transverse edges each correspond to a circle portion of the nacelle circumference of the nacelle in the respective position, and wherein the transverse edges each have a chord, namely the distance between the two longitudinal edges there, wherein the nacelle is divided into sections in the longitudinal direction, and the sections Number of shell segments is selected and / or the shell segments are dimensioned so that the chord of the longer transverse edge, and / or the same transverse edge, the length of a transverse edge or the longitudinal edge of the inside available width of a standard ocean container (20-foot or 40-foot container), so that each of these segments can be placed in the container.
  • the diameter of the nacelle changes in the longitudinal direction and thus exists for each position in the longitudinal direction of a specific circumference or a circumferential size. Every cross The edge of a segment is identical in its position to the corresponding circumference of the nacelle there, after all the segments together form the nacelle outer skin. For this identical section of the gondola circumference and the transverse edge, there exists a chord which connects the two longitudinal edges as a straight line at the transverse edge. This string is adjusted to the inner dimensions of the sea container. Since the same segments are to be dimensioned, only discrete values are available and the largest dimension is selected which is even smaller than the inner width of the sea container. If, for example, the selection of 6 equal segments results in a chord measurement that is greater than the inner width of the container, then more than 6 identical segments must be selected accordingly. This can be calculated based on this tendon size.
  • the nacelle cover has a support frame or supporting skeleton and shell segments received therein, and also or alternatively is fastened to and supported by the support module.
  • the nacelle cover can be made modular by the provision of such a support frame.
  • the support frame can be constructed in a simple manner from a number of longitudinal and transverse ribs, it being possible for transverse ribs to be, in particular, transverse ribs that encircle the nacelle about a horizontal axis.
  • Such a support framework or rib construction then forms receptacle possibilities for corresponding shell segments.
  • Such shell segments are prefabricated segments, for example of aluminum, and are adapted to the support frame or the supporting ribs and also adapted in their curvature so that they can form together a substantially continuous gondola surface.
  • the nacelle is constructed such that such a support frame is attached to the support module and then this support frame receives the shell elements.
  • the nacelle cover is supported in its entirety by the support module and is likewise decoupled from the machine support via the decoupling means, via which the support module is decoupled.
  • Structure-borne noise in the machine frame which in particular has its cause in the rotation of the generator, can thus not get into the support module and thus not into the nacelle cover.
  • a corresponding noise emission is avoided by the nacelle cover.
  • an elastic damped connection between the support module and the nacelle cover.
  • Such an elastically damped connection can be provided in such a way that the supporting structure of the gondola clothing is rigidly attached to the support module, but other support points are provided, which provide an elastically damped connection. This avoids too rigid a geometry between the nacelle cover and the support module.
  • structure-borne noise that occurs in the support module is not transmitted or at least only damped in the nacelle cover. This may also be the case for remaining structure-borne noise, which has still been transferred from the machine carrier into the carrying module, ie could not be completely damped by the decoupling means.
  • the shell segments are made of aluminum, in particular in a deep-drawing process.
  • sealing lip profiles or at least one sealing lip profile are provided per shell segment.
  • Such a sealing lip profile can be produced, for example, in an extrusion process and arranged on the shell segment.
  • a sealing lip can be used with a receiving portion, in particular inserted.
  • the shell segment is then designed in a stable manner with such a sealing lip and can thus produce a particularly sealing connection when assembling the nacelle cover.
  • This sealing connection can be made to adjacent shell segments and / or to elements of the supporting structure of the nacelle cover, such as supporting ribs.
  • Such a sealing lip can also protect the segments from damage during transport.
  • a further embodiment proposes that the nacelle cover has a tubular extension section for enclosing an upper section of the tower.
  • This enclosing is provided so that an azimuth movement of the nacelle and thus the nacelle cover and including this tubular extension is still possible.
  • This can be achieved in a simple manner at this rotatable transition protection against the weather.
  • this tubular extension is kept as short as possible by providing a rotatable seal to the tower, which in particular allows the tubular section to be only long enough to bridge a camber of the nacelle cover.
  • a tubular extension section may be provided on the spinner in the region of the rotor blade connections. Accordingly, these tubular sections enclose the respective blade root there.
  • the spinner which rotates with the hub and basically covers the hub, directly on the aerodynamic Rotor or electrodynamic rotor can be attached. Nevertheless, this spinner can be considered as part of the nacelle cover, but is not directly connected to the support module or the machine frame, because he turns to relatively.
  • the spinner which applies to a generator cover, to the nacelle cover can be considered as a separate element or separate section.
  • the spinner or the Spinnerverposed is divided into a Spinnerhauptver noted and a spinner cap.
  • the spinner main casing surrounds a majority of the hub and other elements that rotate together with the hub, as a revolving shell, which is open to the front, so intended to wind, and to the rear, namely towards the generator, also is open.
  • the Spinnerhauptverposed tapers and leaves a correspondingly reduced, approximately circular opening free.
  • a spinner cap is provided, which is approximately circular with a curvature, so cap-shaped.
  • this cap it is proposed for this cap to divide it into several segments, in particular three or four segments. Also, these segments are to be designed so that they can fit in a standard container, in particular by the door of a standard container can be placed in this.
  • a tendon may be defined in the region of a connecting edge with which it would be attached to the spinner main panel, and the pitch of the spinner cap should be such that this string corresponds to the inside dimension of a standard container or is slightly smaller to be placed in it.
  • This tendon of such a segment on the spinner cap is thus also slightly shorter than the inner width of the container form.
  • this tendon which also applies to the other tendons, so short to choose that it fits across an entrance door of a stand-up container. Also, the calculation of this tendon can be made as explained for the calculation of the other tendons.
  • a wind turbine is also proposed with a nacelle according to at least one of the embodiments described above.
  • a method for producing a nacelle of a wind turbine is proposed. This method proposes first to provide a machine carrier, to produce a carrier module and finally to set up the carrier module on the machine carrier. This placement is carried out in coupling agents, as already described above. The nacelle cover can then be made afterwards become. As a result, the nacelle cover also enclose the machine frame, which is excluded for the support module insofar as this would make the placement of the finished support module on the machine carrier impossible.
  • the support module is fitted before putting on the machine frame with electrical control devices. It is thus avoided by installing electrical equipment in the gondola and kept as low as possible, if it is already mounted on the tower head. As a result, the processing can be facilitated, less prone to failure in the production and also a costly provision of the elements in the nacelle on the tower head can be avoided. Thus, the elements do not need to be lifted individually up the wind turbine tower to the installed or mounted nacelle.
  • FIG. 1 shows a wind energy plant in a perspective view. shows an embodiment of a nacelle according to the invention in a partial exploded view. shows a perspective view of an extrusion-produced rail with sealing lip. shows a rail similar to Figure 3 in perspective and in a cutout and on a likewise shown in the cutout shell segment of a nacelle cover. shows a part of a nacelle cover in a partial exploded view with at least one shell segment according to Figure 4. shows a machine frame in a perspective plan view.
  • FIG. 7 shows a detail of a machine carrier according to FIG. 6 with decoupling means.
  • FIG. 8 shows a machine carrier according to FIGS. 6 and 7 with a part of a support module.
  • FIG. 9 shows another machine carrier than FIGS. 6 to 8 with a part of a support module in a perspective view.
  • Figure 10 shows a part of a partially equipped with electrical devices
  • Figure 11 shows a comparison with Figure 10 extended support module, which is also equipped with electrical equipment.
  • FIG. 12 to 15 illustrate the placement of a support module according to FIG. 11 on a machine carrier.
  • FIG. 16 shows a support module according to FIG.
  • FIG. 17 shows a machine carrier with attached carrying module according to FIG. 16 with a partially arranged lining.
  • FIG. 18 shows a machine carrier with attached support module in a lateral
  • FIG. 1 shows a further embodiment of a machine carrier with support module and partially existing panel in a perspective view with partially transparent panel.
  • Figure 20 shows a partial exploded view of a nacelle shell
  • Figure 21 shows an advantageous division of the elements of a nacelle cover to
  • Figure 22 shows a previous division of the elements of a nacelle cover for transport.
  • FIG. 23 explains the mathematical division of the segments.
  • Figure 24 shows a further advantageous division of the elements of a nacelle cover for transport in a container.
  • FIG. 1 shows a wind energy plant 100 with a tower 102 and a nacelle 104.
  • a rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 10 is arranged on the nacelle 104.
  • the rotor 106 is set in rotation by the wind in rotation and thereby drives a generator in the nacelle 104 at.
  • Figure 2 illustrates in exploded view elements of a nacelle 1 according to the invention.
  • This nacelle comprises a main part 2, a stator part 4, which may also be referred to as a generator part, and a spinner 6.
  • the main part 2 is to be arranged in the region of a tower dome 8 on a tower.
  • the main part 2 includes many electrical devices and the machine frame 10, which can be seen only in the area of a Befest Trentsfian- sches in this illustration.
  • the stator part 4 or generator part 4 is substantially cylindrical and essentially encloses a generator to be arranged there of a gearless wind power plant, for which this nacelle 1 is provided.
  • this stator part 4 can be connected directly to the stator. Ventilation of the generator and stator can take place, for example, via ventilation openings 12, which in this FIG. 2 can also be provided as a peripheral edge or in the region of a circumferential edge.
  • air can flow outwards and backwards, ie to the right towards the main part 2.
  • each blade dome 14 is shown, in the region of which rotor blades are to be connected to the hub 16. From this hub 16, a corresponding mounting flange for fastening a rotor blade can be seen substantially through the opening of a blade dome 14.
  • a leaf extension 18 is shown on each leaf dome 14, which is formed so that it complements the respective rotor blade in its shape when the corresponding rotor blade is in its operating state, without being turned out of the wind. This concerns a wind energy plant with rotor blades with blade angle adjustment. development.
  • the aforementioned operating position is in particular that which occupy the rotor blades in the partial load range.
  • FIG. 3 shows an extruded rail 300 made of aluminum, which shows a sealing lip groove 302 with a sealing lip 304 inserted therein.
  • This rail 300 has a fastening region 306, in which an attachment to a trim segment 308, or shell segment 308, which is shown in Figure 4 in a cutout to be made.
  • the rail 300 can have a further stabilization section 310.
  • FIG. 5 shows a part of a nacelle, in particular a part of a main part 320, which also separately shows a trim segment 308 in the explosion-like representation.
  • this trim segment 308 two rails 300 are provided for sealingly placing on adjacent trim segments 308.
  • FIG. 6 shows a machine carrier 610 and an azimuth rim to be arranged on a tower, to which the machine carrier 610 is to rotate relatively.
  • the machine carrier 610 shown is basically composed of two approximately tubular sections 624 and 626 and the tube section 626 has a mounting flange 628 for securing a generator or for securing a journal for supporting the generator.
  • the aerodynamic rotor and some other forces that occur there must be transmitted from this mounting flange 628 via these two tubular sections 624 and 626 to the azimuth or an unspecified here azimuth bearing. Any noise that occurs here, in particular structure-borne noise generated by the generator are introduced via this mounting flange 628 in the machine frame 610.
  • this machine carrier 610 has corresponding module receptacles 630.
  • Such module receptacles 630 may be sprues or consoles.
  • these module holders 630 can be cast as a cast steel part during the casting of this machine carrier 610.
  • These module receptacles also have receiving bores 632 which can receive decoupling means, as illustrated in FIG. FIG. 7 shows a detail of FIG. 6 in a different perspective and shows two of the module receptacles 630, which are provided there as sprues.
  • decoupling means 634 which are provided there as elastically damping inserts, for example, may consist of a rubber or hard rubber or may have such.
  • Decisive is their position and thus also the position of the receiving bores 632 and correspondingly also the module receptacles 630, for receiving and supporting a support module in this area, which will be described below.
  • these module receptacles 630 are arranged on a lower peripheral foot section 636 of the machine carrier 610. This is at the same time a receiving area for azimuth motors 636 in the embodiment shown.
  • FIG. 8 shows the arrangement of a part, but an essential part of a support module 640, relative to the machine carrier of FIGS. 6 and 7.
  • This support module 640 is fastened thereto via decoupling sections 642 in the region of the module receptacle 630 via the decoupling means 634.
  • decoupling sections 642 In accordance with the positions that can be seen in FIG. 6, four such decoupling sections 642 are provided, which can be referred to as attachment sections 642 to this extent.
  • the representation of FIG. 8 shows only three of these areas in which the support module 640 is fastened via the fastening sections 42 and the decoupling means 634 to the module receptacles 630 and thus to the machine carrier 610.
  • the support module 640 is thus firmly connected to the machine carrier 610, but at the same time completely decoupled against the transmission of structure-borne noise.
  • the support module 640 may have a base portion 644, which essentially surrounds the machine carrier 610 or the two pipe sections 624 and 626.
  • This base portion 644 is attached to the machine frame 610 via the described decoupling means 634.
  • the base portion 644 then has, as an extension and also for receiving a crane girder 646, a rear section 648.
  • FIG. 9 shows a machine carrier 910 with a support module 940 with a base section 944, a rear part 948 including crane girder 946.
  • An attachment with decoupling also takes place quite similarly to fastening sections 942 shown in FIG. 8 via decoupling means 934 which, however, are hardly recognizable to module receptacles 930 of the machine carrier 910.
  • the support modules of Figures 9 and 8 are very similar.
  • the support module 940 of Figure 9 also shows Base plates 950, which are also provided for the support module 640 according to Figure 8, in Figure 8 only are not shown.
  • FIG. 10 now shows a part of a support module 1040, which is constructed similarly to the support modules of FIGS. 8 and 10, only slightly differently in the region of the crane support 1046.
  • This support module 1040 is equipped with various electrical devices such as control cabinets 1052.
  • the support module 1040 has four main supports 1054 which are to be placed on a machine support via decoupling means and corresponding module receptacles. This will be explained in later figures.
  • Figure 1 1 shows over the figure 10 lateral extensions 1056, which are already partially adapted to a nacelle cover, so outer shape of the gondola to be produced. These are particularly clearly shown by the two curved struts 1058, but also by the fact that the now shown construction of the support module 1040 tapers towards the rear, namely to the two support struts 1060 connected at an angle to one another, which support the crane girder 1046 there.
  • the portion of the support module 1040 shown in FIG. 10, including the illustrated assembly of electrical equipment, such as the control cabinet 1052, is sized to fit in a conventional shipping container for transport on the road. Thus, this part can be transported according to Figure 10 in such a normal container to a direction in the placement shown.
  • the assembly can therefore already be provided in the workshop, including the electrical connection of the elements, as far as possible.
  • the extension shown in FIG. 11 should also be provided for the part of the support module 1040 according to FIG. But this can, if the transport is carried out with this standard container, take place at the installation site.
  • the electrical module 1062 protrudes laterally beyond the main supports 1054. This protruding but is in a size that still fits in the said standard container.
  • FIG. 12 now illustrate the placement of a support module 1040, including the lateral extension 1056 according to FIG. 11, onto a machine carrier 1210.
  • the machine carrier 1210 is configured in a similar manner to the machine carrier 910 according to FIG. 9, but differs in some details in the area of module installation. 1230, including locating bores 1232.
  • FIG. 12 shows the prepared machine carrier 1210 in this respect, and FIG. 13 shows a first position, in which the carrying module 1240 is already supplied and lowered by a crane.
  • Two descent arrows 1264 illustrate the lowering direction of the support module 1240 on the machine frame 1210.
  • FIG. 14 then illustrates, with the support module 1240 further lowered and now completely shown, the provision of four decoupling means 1234, of which only two are shown due to the perspective in FIG. which are now arranged in the area of the module holders 1230.
  • the support module 1240 also shows floor panels 1250 and some other details, such as a crane element 1266 on the crane girder 1246. These elements are not necessary to practice the construction illustrated herein, but it is advantageous that these elements are already preinstalled.
  • the support module 1240 is therefore prefabricated and equipped, including electrical connections of the existing electrical devices with one another, if this is already possible, and including the floorboards 1250.
  • FIG. 15 then shows the finished state of the assembly of machine carrier 1210 and support module 1240.
  • the support module 1040 is placed in the region of the main supports 1254 on the module receptacles 1230 and the decoupling means 1234.
  • FIG. 16 now shows the addition of decoupling supports 1268 for securing and decoupling supports of a nacelle cover. These decoupling supports will be installed later, as they will not find a place in the transport container in the preinstalled state, even in the heavy-duty transport container.
  • decoupling supports 1268 are small and they can be relatively easily arranged on site to then provide the nacelle cover. It should be noted that the installation of the electrical equipment can be particularly complex, complicated and possibly error prone, because in many respects also functional tests should or must be carried out for the electrical equipment. Many of these function tests can now be carried out in a workshop before transport.
  • FIG. 17 shows part of a nacelle cover of a main part 1202 of a nacelle. It will be appreciated that some of the decoupling supports 1268 extend through the shroud 1270. Nevertheless, they may partially support the panel 1270 and may be used to dispose external elements such as a flight lights or gauges such as anemometers.
  • FIG. 17 also shows a tower dome 1208, which are provided in the area towards a tower. The tower dome 1208 is comparatively short in this case and can therefore be designed so short because a ventilation of the nacelle does not take place over this area of the tower dome 1208, so that it can be substantially sealed against the tower and accordingly no flow path for must provide incoming air.
  • Figure 18 illustrates an assembly of machine carrier 1210 and support module 1240 and the illustrated persons 1272 illustrate not only the size of the structure but also where footprints are to be entered.
  • FIG. 19 shows, in a perspective view, a machine carrier 910 with an attached and fully assembled carrying module 940, which according to the drawing is at least partially accommodated in a nacelle cover.
  • the nacelle cover 1970 has circumferential frames 1974 and between them longitudinally arranged frames 1976. These may form a skeleton or girder for the nacelle panel 1970, or the longitudinal ribs may be part of the panel segments 1987.
  • FIG. 20 thus shows a gondola 2001 in the exploded view, of which only the shell is shown here.
  • This shell or pod shell is composed basically of three areas, namely the pod fairing 2002, the generator fairing 2004 and the spinner fairing 2006.
  • the nacelle fairing 2002 is subdivided into a front pod fairing 2020, a rear pod fairing 2022 and a rearmost pod top 2024.
  • the spinner panel 2006 is further subdivided into a main spinner panel 2060 and a spinner cap 2062.
  • the generator panel 2004 is not further subdivided in the longitudinal direction, ie from the nacelle cap 2024 to the spinner cap 2062.
  • the individual cladding sections are as far as possible divided into individual longitudinal segments, which are each the shell segments.
  • the subdivision into longitudinal segments is made as far as possible and is interrupted only in the Spinnerhauptverposed 2060 in the region of the sheet penetrations or sheet dome 2064 and the front nacelle cover 2020 is interrupted in the tower through the tower or tower 2026. Otherwise, identical longitudinal segments are used in each case.
  • the rear nacelle cover 2022 has eight rear nacelle segments 2028 therefor.
  • the front nacelle fairing 2020 has nine front nacelle segments 2030 and the generator fairing 2004 is divided into six generator segments 2042.
  • the main spinner panel 2060 has a spinner segment 2066, respectively. In total there are three spinner segments 2066 available.
  • Figure 21 shows six 20ft containers 2080 and one 40ft container 2084. In this total of seven containers, all of the elements shown in Figure 20 are included, except for the two caps.
  • a separate transport frame 2086 is provided for the gondola cap 2024 and the spinner cap 2062.
  • three leaf extensions 2018 which are designed to supplement the respective rotor blade in its shape when it is in its operating state without being turned out of the wind, that is, in particular in the partial load range, are also shown on the main spinner panel 2060 according to FIG or partial load operation. These leaf extensions 2018 are removable and can be accommodated in a detached state in a container, as the figure 21 shows. Otherwise, the rear nacelle segments 2028 are stored in a stack in FIG. 21 in the four containers shown in series in one. The front nacelle segments 2030 are stored in two other containers. Segments with the tower dome 2026 are stored in yet another container. The container, in which the removable leaf extensions 2018 are already mounted, also contains the generator segments 2042.
  • the only long container, ie 40-foot container 2084, comprises all the leaf dome segments 2064.
  • the three spinner segments 2066 are finally accommodated in the last container 2080, which has not yet been explained.
  • Figure 22 shows for comparison a previous way of transport, in which two 20-foot containers are provided, but the remaining segments must be transported on transport pallets. This is not least due to the fact that segments with non-removable leaf extensions 2218 had to be transported.
  • the dome segments 2264 are difficult to transport due to the long dome. Also, the unfavorable division of other segments necessitates such transport on pallets 2270.
  • Fig. 23 explains the mathematical division of the segments.
  • chord b the radius R and the pitch a:
  • pitch the number of segments must be multiplied by the angle ⁇ 360 °: a: pitch
  • n is to be chosen so that the chord length b according to the two equations (1) and (2) still fits into the sea container, ie is slightly smaller than the inner width.
  • the domes do not change the division, but only the number of the same segments.
  • the segments must fit through an opening width of the door of the container.
  • the height is 2.433 meters and the height of the door opening is 2.28 meters.
  • FIG. 24 corresponds in many details to the illustration of FIG. 21. In this respect reference is made to FIG. 21 and the explanations therefor. In that regard, many of the reference numerals are identical.
  • FIG. 24 shows an embodiment in which a spinner cap 2462 is divided into four spinner cap segments 2463 and disassembled for transport and arranged for transport in the container 2080 shown on the right. In the same container 2080 with these Spinnerkappensegmenten 2463 and the nacelle 2024 is arranged.
  • this embodiment of FIG. 24 provides for using only 20-foot containers 2080 so that the 40-foot container 2084 of FIG. 21 could be replaced by two 20-foot containers 2080.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gondel (1) einer Windenergieanlage (100), wobei die Windenergieanlage 100) einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie aus Wind aufweist, und die Gondel (1) umfasst einen Maschinenträger (10) zum Tragen des Generators auf einem Turm, ein Tragmodul (640) zum Aufnehmen elektrischer Steuereinrichtungen und eine Gondelverkleidung (1270) zum Schützen des Tragmoduls (640) und des Maschinenträgers (10) vor Witterungseinflüssen, wobei das Tragmodul (640) und/oder die Gondelverkleidung (1270) über Entkopplungsmittel (634) mit dem Maschinenträger (10) verbunden sind, so dass darüber eine elastisch bedämpfte Verbindung mit dem Maschinenträger (10) besteht.

Description

Gondel einer Windenergieanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gondel eine Windenergieanlage sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Gondel einer Windenergieanlage. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Windenergieanlage.
Windenergieanlagen sind bekannt und die wohl üblichste Art ist eine sog. Horizontalach- senwindenergieanlage, bei der ein aerodynamischer Rotor von dem Wind angetrieben wird und um eine im Wesentliche horizontale Achse dreht. Der Rotor treibt einen Generator an und die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine getriebelose Windenergieanlage, bei der der aerodynamische Rotor unmittelbar mit dem Generator, nämlich seinem elektrodynamischen Rotor bzw. Läufer gekoppelt ist.
Der Generator und damit im Ergebnis auch der aerodynamische Rotor werden von einem Maschinenträger auf einem Turm getragen. Zudem kann üblicherweise über ein Azimutlager zwischen Maschinenträger und Turm eine Azimutverstellung, nämlich Ausrichtung des Rotors zum Wind, erreicht werden. Zumindest der Generator, der Maschinenträger und weitere zum Steuern der Windenergieanlage notwendigen Elemente sind in einer Gondel untergebracht, die diese Elemente durch eine Gondelverkleidung oder Gondelaußenhaut oder dergleichen vor Witterungseinflüssen schützt, insbesondere vor Niederschlägen und Wind.
Solche Gondeln sind grundsätzlich bekannt, können aber einige Probleme aufweisen. Dazu gehört, dass besonders in drehenden Teilen, wie dem Generator, Geräusche erzeugt werden, die die Gondel als hörbaren Schall nach außen abstrahlt. Außerdem ist es recht aufwendig, solche Gondeln vor Ort zum Errichten einer Windenergieanlage bereitzustellen, weil solche Gondeln bei modernen Windenergieanlagen, insbesondere getriebelosen Windenergieanlagen, Größen aufweisen, die auf der Straße kaum mehr transportiert werden können und ein Zerlegen zum Transport erforderlich machen, oder eine andere Art und Weise der Herstellung am Errichtungsort benötigen. Entsprechend muss hierbei auch die Problematik der Schallabstrahlung und natürlich auch die Notwendigkeit des Schutzes vor Witterungseinflüssen berücksichtigt werden. Es ist bereits bekannt, eine solche Gondel in Einzelteilen vorzubereiten und dann diese Einzelteile zum Errichtungsort zu transportieren und dort zusammenzusetzen, was aber selbst noch einigen Transportaufwand hervorruft. Der Transport von Elementen, insbesondere genau gefertigte Elemente, die später abdichtend zusammengesetzt werden sollen, birgt zudem die Gefahr, dass Beschädigungen beim Transport die Funktionsfähigkeit einschränkt.
Dies macht nicht nur eine Reparatur oder andere Maßnahme am Aufstellungsort erforderlich, sondern kann ggf. auch Auswirkungen auf die vorgesehene Berechnung wie Belastungsberechnungen haben und ggf. sogar vorhandene Zertifizierungen für bestimmte Eigenschaften nicht mehr anwendbar machen.
Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: US 2007/0090269 A1 und DE 10 2010 043 435 A1.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eins der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, die eine Schallemission der Gondeln reduziert und/oder das Errichten einer Windenergieanlage, insbesondere im Hinblick auf das Herstellen und/oder Bereitstellen der Gondel vereinfachen, möglichst kostengünstiger gestalten. Zumindest soll gegenüber bisher bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden. Erfindungsgemäß wird eine Gondel gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Diese Gondel weist einen Maschinenträger, ein Tragmodul und eine Gondelverkleidung auf. Das Tragmodul nimmt elektrische Steuereinrichtung auf und kann auch als E-Modul bezeichnet werden. Die Gondelverkleidung ist zum Schützen zumindest des Tragmoduls einschließlich der damit aufgenommenen elektrischen Steuereinrichtungen und des Maschinenträ- gers vor Witterungseinflüssen vorgesehen. Die Gondelverkleidung bietet also im Wesentlichen eine geschlossene Hülle. Die geschlossene Hülle kann zwar Öffnungen wie Lüftungsöffnungen oder Ein- oder Ausstiegsluken aufweisen, die aber so gestaltet sind, dass im normalen Betrieb, also insbesondere bei geschlossenen Luken, der Schutz vor Witterungseinflüssen, insbesondere vor Niederschlägen und Wind, gewährleistet ist. Für die geschlossene Hülle insgesamt wird unterschieden zwischen der Gondelverkleidung im Bereich des Tragmoduls, der Generatorverkleidung im Bereich des Generators und der Spinnerverkleidung, die alle Teile umschließt, die sich gemeinsam mit der Rotornabe drehen. Es wird nun vorgeschlagen, dass das Tragmodul und außerdem oder alternativ die Gondelverkleidung über Entkopplungsmittel mit dem Maschinenträger verbunden sind, so dass darüber eine elastisch bedämpfte Verbindung mit dem Maschinenträger besteht. Dies wird insbesondere für das Tragmodul vorgeschlagen, das somit über diese Entkopp- lungsmittel mit dem Maschinenträger verbunden ist. Insbesondere wird es über diese Entkopplungsmittel von dem Maschinenträger getragen und vorzugsweise besteht ausschließlich über diese Entkopplungsmittel eine tragende Verbindung zum Maschinenträger. Natürlich können andere Verbindungen, wie bspw. elektrische Leitungen oder schützende Abdeckungen, die einen Trennspalt zwischen Maschinenträger und Tragmodul abdecken, beide Elemente, also Maschinenträger und Tragmodul berühren, was im Übrigen auch im Hinblick auf die Gondelverkleidung gelten kann, aber die Tragfunktion wird hier nur über diese Entkopplungsmittel vorgenommen. Das Entkopplungsmittel führt somit dazu, dass das Tragmodul von dem Maschinenträger getragen wird, ansonsten aber von dem Maschinenträger entkoppelt ist. Insbesondere wird das Übertragen von Körperschall von dem Maschinenträger zum Tragmodul verhindert. Eine vollständige Verhinderung der Übertragung von Körperschall kann möglicherweise nicht erreicht werden, die Übertragung wird aber zumindest signifikant verhindert bzw. gedämpft.
Es wurde nämlich erkannt, dass wesentlicher Schall, der auch letztlich als Schallemission von der Gondel abgestrahlt wird und von der Umwelt als Schall wahrgenommen wird, von dem Generator erzeugt wird und von diesem erst in die Gondel und dann letztlich in die Gondelverkleidung übergeleitet wird, die diesen Schall dann als Resonanzkörper erst abgibt, mitunter sogar verstärkt bzw. von Körperschall in den abgestrahlten Schall umwandelt. Statt die Gondel so umzugestalten, dass sie den Schall nicht oder weniger abstrahlt, wird hier als Lösung vorgeschlagen, das Übertragen des Körperschalls vom Maschinenträger zur Gondelaußenhülle besonders über das Tragmodul zur Gondelverkleidung signifikant zu unterbinden.
Im Ergebnis wird hierbei also das gesamte Tragmodul und gemäß einer Ausführungsform einschließlich der gesamten Gondelverkleidung über diese Entkopplungsmittel auf dem Maschinenträger getragen. Es können bspw. vier Tragpunkte und damit vier Entkopp- lungsmittel vorgesehen sein, die möglichst gleichmäßig verteilt sind, um das Gewicht des Tragmoduls möglichst gleichmäßig aufzunehmen.
Solche Entkopplungsmittel können bspw. Gummiringe o.ä. aufweisen, in die das Tragmodul mit entsprechenden Aufnahmestiften oder dergleichen eingesetzt wird. Außerdem oder alternativ kommen andere Entkopplungsmittel in Betracht, die bspw. auch aktive Dämpfungselemente, wie Dämpfungszylinder aufweisen können.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Gondelverkleidung über Entkopplungsmittel an dem Tragmodul befestigt ist, eine Spinnerverkleidung über Entkopplungsmittel an einem Rotor des Generators bzw. einem Läufer des Generators befestigt ist und/oder eine Generatorverkleidung über Entkopplungsmittel an einem Stator des Generators befestigt ist. Dadurch wird an diesen Übergängen zu der jeweiligen Verkleidung bzw. dem jeweiligen Verkleidungsabschnitt eine entkoppelnde, insbesondere nämlich Schall entkoppelnde Verbindung geschaffen, die für die entsprechenden Verkleidungselemente bzw. Verkleidungsabschnitte das Zuführen von Körperschall verhindern, und dadurch das Abstrahlen von Schall verhindern. Die Entkopplungsmittel sind an die jeweilige Aufgabe angepasst, nämlich besonders an die Lasten, die sie jeweils tragen müssen und an die Kraftrichtung, die sich besonders für den Fall der sich drehenden Spinnerverkleidung im Betrieb ständig ändern kann. Ansonsten sind sie sich aber ähnlich, so dass vereinfa- chend derselbe Begriff, nämlich Entkopplungsmittel, für die unterschiedlichen Verbindungen verwendet wird.
Vorzugsweise sind die Entkopplungsmittel so ausgelegt, dass sie das Übertragen von Körperschall verhindern. Vorzugsweise können solche Einstellmittel einstellbar sein, insbesondere online einstellbar sein, um sich an veränderliche Schallemission anzupas- sen. Bspw. kann die Frequenz des Körperschalls, dessen Übertragung verhindert werden soll, von der Drehzahl des Generators abhängen. Das könnte durch eine Einstellbarkeit berücksichtigt werden. Ggf. können auch Umweltbedingungen, wie die Temperaturfrequenz und/oder Amplitude des Körperschalls im Maschinenträger, beeinflussen.
Es kommt auch eine einmalige Einstellbarkeit in Betracht, die bei oder kurz vor dem Errichten einer konkreten Windenergieanlage vorgenommen werden kann. Dadurch ist eine Individualisierung auf die konkrete Anlage und/oder den konkreten Standort erzielbar. Hierbei kann auch die Umgebung eine Rolle spielen, nämlich welchen Schall die Umgebung überträgt oder absorbiert oder verstärkt oder aufgrund vorhandener Schallquellen übertönt. Vorzugsweise ist das Tragmodul dazu ausgebildet, dass es in einen mit den Steuereinrichtungen bestückten Zustand auf dem Maschinenträger aufgesetzt wird bzw. in dafür vorgesehene Aufnahmen der Entkopplungsmittel eingesetzt wird. Das bedeutet somit zum Einen, dass das Tragmodul eine entsprechende Eigenstabilität, in diesem bestück- ten Zustand angehoben zu werden. Vorzugsweise sind dafür entsprechende Hebeabschnitte an dem Tragmodul vorgesehen. Das bedeutet aber auch, dass das Tragmodul insgesamt so ausgebildet ist, dass es den Maschinenträger entsprechend umgreifen kann. Insoweit ist also das Tragmodul auf den Maschinenträger abgestimmt. Außerdem oder alternativ kann dies auch dadurch erreicht werden, dass der Maschinenträger entsprechend auf das Tragmittel abgestimmt ist. Die Konstruktion des Maschinenträgers wird aber zu einem wesentlichen Teil von seiner Aufgabe bestimmt, den Generator und den aerodynamischen Rotor zu tragen. Insbesondere bei einer getriebelosen Windenergieanlage sind hier enorme Kräfte aufzunehmen, die der Maschinenträger zum Turmkopf, insbesondere zum Azimutlager hin übertragen muss. Entsprechend ist der Maschinenträger ausgebildet und daran ist das Tragmodul angepasst.
Vorzugsweise werden hierbei auch bereits die Verschaltungen der elektrischen Einrichtungen untereinander vorgenommen, soweit dies Elemente betrifft, die auf dem Tragmodul angeordnet sind, wie bspw. der Generator sowie Anschlussleitung, die den Turm hinunter zum Turmfuß reichen. Ein Großteil der Verbindungen kann jedoch bereits vorgenommen werden. Dies kann zumindest am Aufstellungsort in einem Zelt, einer provisorischen Fertigungshalle oder dergleichen wetterunabhängig vorgenommen werden, oder bereits in der Werkshalle, wobei das Tragmodul baulich so ausgebildet ist, dass es im bestückten Zustand in einen Container passt. Dies bezieht sich auf einen Standard-See- Container, der als 20-Fuß oder 40-Fuß Container üblich und bekannt ist. Wichtig ist hierbei Höhe und Breite des Containers, die bei den beiden genannten Containern gleich sind. Die Länge (20 oder 40 Fuß) ist hier nicht die begrenzende Größe.
Beim Aufstellen der Windenergieanlage ist dann das Tragmodul mit seinen Einrichtungen im Wesentlichen vorbereitet und kann vergleichsweise einfach und schnell installiert werden, insbesondere auf den Maschinenträger aufgesetzt werden, der bereits vor Ort ist, insbesondere bereits auf dem Turmkopf bzw. Azimutlager montiert ist.
Die Entkopplungsmittel zum Tragen des Tragmoduls auf dem Maschinenträger sind vorzugsweise in einem peripheren Fuß-Abschnitt oder Fuß-Bereich des Maschinenträgers angeordnet. Dieser Fuß-Abschnitt ist in einem unteren Bereich des Maschinenträ- gers, nämlich bestimmungsgemäß oberhalb und in der Nähe eines Azimutlagers angeordnet. Insbesondere sind diese Entkopplungsmittel in einem randähnlichen oder kranzähnlichen Abschnitt des Maschinenträgers angeordnet, in dem auch Azimutantriebe zum Bewirken einer Azimutverstellung vorgesehen sind, nämlich an einem Azimutmotoraufnahmeabschnitt. Hierbei sind diese Entkopplungsmittel und somit die Aufnahmestellen in einem sehr tiefen Bereich des Maschinenträgers angeordnet, so dass auch die korrespondierenden Befestigungsmittel, wie bspw. Befestigungsstifte des Tragmoduls, unten an dem Tragmodul angeordnet sein können. Hierdurch kann das Tragmodul in einer stabilen Art und Weise angeordnet werden und reichlich Platz für die elektrischen Einrichtungen bereitstellen.
Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Gondelverkleidung (1270), die Spinnerverkleidung und/oder die Generatorverkleidung jeweils ein Traggerüst (1974) und darin aufgenommene Schalensegmente (308) aufweisen und insbesondere die Schalensegmente generalisiert, so dass jeweils mehrere gleiche Schalensegmente vorgesehen sind, und die Schalensegmente dabei so dimensioniert sind, dass sie für einen Transport in 20-Fuß und/oder 40-Fuß-Containern untergebracht werden können. Durch die Generalisierung kann eine Vereinfachung des Aufbaus der Gondel erreicht werden, weil weniger unterschiedliche Teile benötigt werden und gleichzeitig das Transportieren in einem standardisierten Container erfolgen kann. Dadurch können die Elemente beim Transport geschützt werden und es werden Spezial-Transporte vermieden, wodurch Kosten gespart werden können. Das ist möglich geworden, durch die vorgeschlagene Aufteilung der Verkleidung in einzelne Abschnitte, die entsprechend mit Hilfe der generalisierten Verkleidungs-Elemente, besonders Schalensegmente.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Gondel eine Längsachse aufweist, die eine Längsrichtung definiert und insbesondere einer Drehachse des Generators entspricht, und einige oder alle der Schalensegmente in Längsrichtung ausgerichtet sind mit zwei seitlichen, gleich großen Längsrändern, einem kürzeren und einem längeren Querrand, oder zwei gleichen Querrändern, wobei die Querränder jeweils einem Kreisabschnitt des Gondelumfangs der Gondel in der betreffenden Position entsprechen, und wobei die Querränder jeweils eine Sehne aufweisen, nämlich der Abstand zwischen den beiden Längsrändern dort, wobei die Gondel in Längsrichtung in Abschnitte unterteilt ist, und abschnittweise die Anzahl der Schalensegmente so ausgewählt wird und/oder die Schalensegmente so dimensioniert werden, dass die Sehne des längeren Querrandes, und/oder bei gleichem Querrand die Länge des einen Querrandes oder des Längsrandes der innen verfügbaren Breite eines Standardseecontainers (20-Fuß oder 40-Fuß- Container) entspricht, so dass jedes dieser Segmente in den Container gelegt werden kann.
Der Durchmesser der Gondel ändert sich in Längsrichtung und damit existiert für jede Position in Längsrichtung ein spezifischer Umfang oder eine Umfangsgröße. Jeder Quer- rand eines Segmentes ist an seiner Position mit dem entsprechenden Umfang der Gondel dort identisch, schließlich bilden die Segmente zusammen die Gondelaußenhaut. Für diesen identischen Abschnitt des Gondelumfangs und des Querrandes existiert eine Sehne, die nämlich bei dem Querrand die beiden Längsränder als Gerade verbindet. Diese Sehne wird auf das Innenmaß des Seecontainers angepasst. Weil gleiche Segmente dimensioniert werden sollen, stehen nur diskrete Werte zur Verfügung und es wird entsprechend das größte Maß ausgewählt, das noch kleiner als die Innenbreite des Seecontainers ist. Wenn sich also bspw. bei der Auswahl von 6 gleichen Segmente ein Sehnenmaß ergibt, das größer als die Innenbreite des Container ist, müssen entspre- chend mehr als 6 gleiche Segmente gewählt werden. Das kann basierend auf diesem Sehnenmaß ausgerechnet werden.
Eine Ausführungsform schlägt vor, dass die Gondelverkleidung ein Traggerüst oder Tragskelet und darin aufgenommene Schalensegmente aufweist und außerdem oder alternativ an dem Tragmodul befestigt ist und davon getragen wird. Die Gondelverklei- dung kann durch das Vorsehen eines solchen Traggerüsts modular ausgebildet sein. Das Traggerüst kann insbesondere auf einfache Art und Weise aus einigen Längs- und Querrippen aufgebaut sein, wobei Querrippen insbesondere um die Gondel um eine waagerechte Achse umlaufende Querrippen sein können. Ein solches Traggerüst oder Rippenkonstruktion bildet dann Aufnahmemöglichkeiten für entsprechende Schalensegmente. Solche Schalensegmente sind vorgefertigte Segmente, bspw. aus Aluminium, und sind an das Traggerüst oder die Traggerippen angepasst und auch in ihrer Wölbung so angepasst, dass sie zusammen eine im Wesentlichen kontinuierliche Gondeloberfläche bilden können.
Vorzugsweise ist die Gondel so konstruiert, dass ein solches Traggerüst an dem Trag- modul befestigt wird und dann dieses Traggerüst die Schalenelemente aufnimmt. Dadurch wird die Gondelverkleidung insgesamt von dem Tragmodul getragen und über die Entkopplungsmittel, über die das Tragmodul entkoppelt ist, dadurch ebenfalls von dem Maschinenträger entkoppelt getragen. Körperschall in dem Maschinenträger, der insbesondere seine Ursache in dem Drehen des Generators hat, kann somit nicht in das Tragmodul und damit nicht in die Gondelverkleidung gelangen. Dadurch wird eine entsprechende Schallemission durch die Gondelverkleidung vermieden.
Vorzugsweise besteht außerdem zumindest teilweise eine elastische bedämpfte Verbindung zwischen dem Tragmodul und der Gondelverkleidung. Eine solche elastisch bedämpfte Verbindung kann so vorgesehen sein, dass die Tragkonstruktion der Gondelver- kleidung starr an dem Tragmodul befestigt ist, weitere Stützstellen aber vorgesehen sind, die eine elastisch bedämpfte Verbindung vorsehen. Dadurch wird eine zu starre Geometrie zwischen der Gondelverkleidung und dem Tragmodul vermieden. Außerdem kann auch erreicht werden, dass Körperschall, der im Tragmodul auftritt, nicht oder zumindest nur bedämpft in die Gondelverkleidung übertragen wird. Dies kann auch für verbleibenden Körperschall der Fall sein, der von dem Maschinenträger in das Tragmodul noch übertragen wurde, also nicht vollständig von den Entkopplungsmitteln gedämpft werden konnte.
Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Schalensegmente aus Aluminium hergestellt sind, insbesondere in einem Tiefziehverfahren. Vorzugsweise werden dabei Dichtlippenprofile oder zumindest ein Dichtlippenprofil pro Schalensegment vorgesehen. Ein solches Dichtlippenprofil kann bspw. in einem Strangpressverfahren hergestellt und an dem Schalensegment angeordnet werden. In ein solches Dichtlippenprofil kann eine Dichtlippe mit einem Aufnahmeabschnitt eingesetzt, insbesondere einge- schoben werden. Das Schalensegment ist dann auf eine stabile Art und Weise mit einer solchen Dichtlippe ausgestaltet und kann somit eine besonders abdichtende Verbindung beim Zusammensetzen zur Gondelverkleidung herstellen. Diese abdichtende Verbindung kann zu benachbarten Schalensegmente erfolgen und/oder zu Elementen der Tragkonstruktion der Gondelverkleidung, wie bspw. Tragrippen. Eine solche Dichtlippe kann auch beim Transport die Segmente vor Beschädigung schützen.
Eine weitere Ausführungsform schlägt vor, dass die Gondelverkleidung einen rohrförmi- gen Verlängerungsabschnitt zum Umschließen eines oberen Abschnitts des Turms aufweist. Dieses Umschließen wird dabei so vorgesehen, dass eine Azimutbewegung der Gondel und damit der Gondelverkleidung und einschließlich dieser rohrförmigen Verlän- gerung weiterhin möglich ist. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise an diesem drehbaren Übergang ein Schutz gegen Witterungseinflüsse erreicht werden. Vorzugsweise wird diese rohrförmige Verlängerung so kurz wie möglich gehalten, indem dort eine drehbare Abdichtung zum Turmvorgesehen wird, die es ermöglicht, dass insbesondere der rohrförmige Abschnitt nur so lang ist, dass er eine Wölbung der Gondelverkleidung überbrückt.
Ähnlich kann ein rohrförmiger Verlängerungsabschnitt am Spinner im Bereich der Rotorblattanschlüsse vorgesehen sein. Entsprechend umschließen diese rohrförmigen Abschnitte dort die jeweilige Blattwurzel. Insoweit sei angemerkt, dass der Spinner, der sich mit der Nabe dreht und im Grunde die Nabe abdeckt, unmittelbar am aerodynamischen Rotor oder elektrodynamischen Rotor befestigt sein kann. Dennoch kann dieser Spinner als Teil der Gondelverkleidung angesehen werden, ist aber nicht mit dem Tragmodul oder dem Maschinenträger unmittelbar verbunden, weil er sich dazu relativ dreht.
Vorzugsweise kann der Spinner bzw. eine Spinnerverkleidung, das gilt auf für eine Gene- ratorverkleidung, zu der Gondelverkleidung als separates Element oder separater Abschnitt angesehen werden. Es wird als eine Ausführungsform vorgeschlagen, dass der Spinner bzw. die Spinnerverkleidung in eine Spinnerhauptverkleidung und eine Spinnerkappe unterteilt ist. Die Spinnerhauptverkleidung umgibt im Grunde einen Großteil der Nabe und andere Elemente, die sich zusammen mit der Nabe drehen, als eine umlaufen- de Schale, die nach vorne, also bestimmungsgemäß zum Wind hin, offen ist und nach hinten, nämlich zum Generator hin, ebenfalls offen ist. Nach vorne verjüngt sich die Spinnerhauptverkleidung und lässt eine entsprechend reduzierte, etwa kreisförmige Öffnung frei. Für diese ist eine Spinnerkappe vorgesehen, die etwa kreisförmig mit einer Wölbung, also kappenförmig ausgebildet ist. Gleichwohl wird für diese Kappe vorge- schlagen, sie in mehrere Segmente, insbesondere drei oder vier Segmente zu unterteilen. Auch diese Segmente sind so auszubilden, dass sie in einem Standardcontainer Platz finden, insbesondere durch die Tür eines Standardcontainers in diesen gelegt werden können. Auch für diese Segmente kann eine Sehne im Bereich eines Anschlussrandes, mit dem sie an der Spinnerhauptverkleidung zu befestigen wären bzw. anzuset- zen wären, definiert werden, und die Teilung der Spinnerkappe ist so vorzusehen, dass diese Sehne dem Innenmaß eines Standardcontainers entspricht bzw. etwas kleiner ist, um darin liegend angeordnet zu werden. Diese Sehne eines solchen Segments an der Spinnerkappe ist somit ebenfalls etwas kürzer, als die innere Breite des Containers auszubilden. Vorzugsweise ist diese Sehne, was auch für die übrigen Sehnen gilt, so kurz zu wählen, dass sie quer durch eine Eingangstür eines Standcontainers passt. Auch die Berechnung dieser Sehne kann so vorgenommen werden, wie für die Berechnung der übrigen Sehnen erläutert wurde.
Erfindungsgemäß wird zudem eine Windenergieanlage vorgeschlagen mit einer Gondel gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Außerdem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Gondel einer Windenergieanlage vorgeschlagen. Dieses Verfahren schlägt vor, zunächst einen Maschinenträger bereitzustellen, ein Tragmodul herzustellen und schließlich das Tragmodul auf dem Maschinenträger aufzusetzen. Dieses Aufsetzen erfolgt in Kopplungsmitteln, wie sie vorstehend schon beschrieben wurden. Die Gondelverkleidung kann dann danach vorgenommen werden. Dadurch kann die Gondelverkleidung auch den Maschinenträger umschließen, was für das Tragmodul insoweit ausgeschlossen ist, als dadurch das Aufsetzen des fertigen Tragmoduls auf den Maschinenträger unmöglich werden würde.
Besonders bevorzugt wird das Tragmodul vor dem Aufsetzen auf den Maschinenträger mit elektrischen Steuereinrichtungen bestückt. Es wird also dadurch ein Installieren elektrischer Einrichtungen in der Gondel vermieden bzw. möglichst gering gehalten, wenn diese bereits auf dem Turmkopf montiert ist. Hierdurch kann die Bearbeitung erleichtert werden, weniger störanfällig in der Herstellung sein und auch ein aufwendiges Bereitstellen der Elemente in der Gondel auf dem Turmkopf kann vermieden werden. Die Elemen- te brauchen also nicht einzeln den Windenergieanlagenturm hinauf zur installierten bzw. montierten Gondel gehoben werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Ansicht. zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gondel in einer teilweisen Explosionsansicht. zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine in einem Strangpressverfahren hergestellte Schiene mit Dichtungslippe. zeigt eine Schiene ähnlich der Figur 3 perspektivisch und in einem Ausschnitt und an einem ebenfalls im Ausschnitt dargestellten Schalensegment einer Gondelverkleidung. zeigt einen Teil einer Gondelverkleidung in einer teilweisen Explosionsdarstellung mit wenigstens einem Schalensegment gemäß Figur 4. zeigt einen Maschinenträger in einer perspektivischen Draufsicht. Figur 7 zeigt einen Ausschnitt eines Maschinenträgers gemäß Figur 6 mit Entkopplungsmitteln. Figur 8 zeigt einen Maschinenträger gemäß Figuren 6 und 7 mit einem Teil eines Tragmoduls.
Figur 9 zeigt einen anderen Maschinenträger als die Figuren 6 bis 8 mit einem Teil eines Tragmoduls in einer perspektivischen Ansicht. Figur 10 zeigt einen Teil eines teilweise mit elektrischen Einrichtungen bestückten
Tragmoduls in einer perspektivischen Ansicht.
Figur 11 zeigt ein gegenüber Figur 10 erweitertes Tragmodul, das ebenfalls mit elektrischen Einrichtungen bestückt ist.
Figuren
12 bis 15 veranschaulichen das Aufsetzen eines Tragmoduls gemäß Figur 1 1 auf einem Maschinenträger.
Figur 16 zeigt ein auf einem Maschinenträger aufgesetztes Tragmodul gemäß Figur
15 mit weiteren Aufnahme- und Entkopplungselementen zum Aufnehmen einer Gondelverkleidung. Figur 17 zeigt einen Maschinenträger mit aufgesetztem Tragmodul gemäß Figur 16 mit teilweise angeordneter Verkleidung.
Figur 18 zeigt einen Maschinenträger mit aufgesetztem Tragmodul in einer seitlichen
Ansicht mit zwei schematisch dargestellten Personen zur Erläuterung mindestens des Größenvergleichs. zeigt eine weitere Ausführungsform eines Maschinenträgers mit Tragmodul und teilweise vorhandener Verkleidung in einer perspektivischen Darstellung mit teilweise durchsichtiger Verkleidung.
Figur 20 zeigt eine teilweise Explosionsansicht einer Gondelhülle
Figur 21 zeigt eine vorteilhafte Aufteilung der Elemente einer Gondelhülle zum
Transport in Containern. Figur 22 zeigt eine bisherige Aufteilung der Elemente einer Gondelhülle zum Transport.
Figur 23 erläutert die mathematische Aufteilung der Segmente.
Figur 24 zeigt eine weitere vorteilhafte Aufteilung der Elemente einer Gondelhülle zum Transport in einem Container.
Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 0 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an. Figur 2 erläutert in der Explosionsdarstellung Elemente einer erfindungsgemäßen Gondel 1. Diese Gondel weist einen Hauptteil 2, einen Statorteil 4, der auch als Generatorteil bezeichnet werden kann, und einen Spinner 6 auf. Der Hauptteil 2 ist im Bereich eines Turm-Doms 8 auf einen Turm anzuordnen. Der Hauptteil 2 beinhaltet viele elektrische Einrichtungen und den Maschinenträger 10, der nur im Bereich eines Befestigungsfian- sches in dieser Darstellung zu erkennen ist.
Der Statorteil 4 bzw. Generatorteil 4 ist im Wesentlichen zylindrisch und umschließt im Wesentlichen einen dort anzuordnenden Generator einer getriebelosen Windenergieanlage, für die diese Gondel 1 vorgesehen ist. Im Falle eines Innenläufers kann dieser Statorteil 4 unmittelbar mit dem Stator verbunden werden. Eine Belüftung des Generators und Stators kann bspw. über Lüftungsöffnungen 12 erfolgen, die in dieser Figur 2 auch als umlaufende Kante bzw. im Bereich einer umlaufenden Kante vorgesehen sein können. Hier kann Luft nach außen und hinten, also nach rechts zum Hauptteil 2 hin ausströmen.
In dem Spinner 6 sind drei Blattdome 14 dargestellt, in deren Bereich Rotorblätter mit der Nabe 16 zu verbinden sind. Von dieser Nabe 16 ist im Wesentlichen durch die Öffnung eines Blattdoms 14 ein entsprechender Befestigungsflansch zum Befestigen eines Rotorblatts zu erkennen. Außerdem ist an jedem Blattdom 14 ein Blattfortsatz 18 dargestellt, der so ausgebildet ist, dass er das jeweilige Rotorblatt in seiner Form ergänzt, wenn das entsprechende Rotorblatt in seinem Betriebszustand ist, ohne aus dem Wind gedreht zu sein. Dies betrifft also eine Windenergieanlage mit Rotorblättern mit Blattwinkelverstel- lung. Die genannte Betriebsstellung ist insbesondere diejenige, die die Rotorblätter im Teillastbereich einnehmen.
Figur 3 zeigt eine Strangpressschiene 300 aus Aluminium, die eine Dichtlippennut 302 mit darin eingesetzter Dichtlippe 304 zeigt. Diese Schiene 300 weist einen Befestigungs- bereich 306 auf, in dem eine Befestigung an einem Verkleidungssegment 308, bzw. Schalensegment 308, das in Figur 4 in einem Ausschnitt dargestellt ist, vorgenommen werden soll. Die Schiene 300 kann dabei wie in Figur 4 gezeigt, einen weiteren Stabilisierungsabschnitt 310 aufweisen.
Figur 5 zeigt einen Teil einer Gondel, insbesondere einen Teil eines Hauptteils 320, das in der explosionsähnlichen Darstellung auch ein Verkleidungssegment 308 separat zeigt. An diesem Verkleidungssegment 308 sind zwei Schienen 300 zum abdichtenden Anordnen an benachbarten Verkleidungssegmenten 308 vorgesehen.
Figur 6 zeigt einen Maschinenträger 610 sowie einen an einem Turm anzuordnenden Azimutkranz, zu dem sich der Maschinenträger 610 relativ drehen soll. Zur Initiierung der Drehbewegung sind hier 12 Azimutmotoren 622 vorgesehen, die an dem Azimutkranz angreifen. Der gezeigte Maschinenträger 610 ist im Grunde aus zwei etwa rohrförmigen Teilabschnitten 624 und 626 zusammengesetzt und der Rohrabschnitt 626 weist einen Befestigungsflansch 628 auf zum Befestigen eines Generators bzw. zum Befestigen eines Achszapfens zum Tragen des Generators. Im zusammengesetzten Zustand der Windenergieanlage muss somit die Gewichtskraft des Generators, des aerodynamischen Rotors und einiger weiterer Kräfte die dort auftreten, von diesem Befestigungsflansch 628 über diese beiden rohrförmigen Abschnitte 624 und 626 zum Azimutkranz bzw. einem hier nicht näher spezifizierten Azimutlager übertragen werden. Sämtliche Geräusche, die hierbei auftreten, insbesondere Körperschall den der Generator erzeugt, werden über diesen Befestigungsflansch 628 in den Maschinenträger 610 eingeleitet.
Zum Aufnehmen eines Tragmoduls weist dieser Maschinenträger 610 entsprechende Modulaufnahmen 630 auf. Solche Modulaufnahmen 630 können Angüsse oder Konsolen sein. Insbesondere können diese Modulaufnahmen 630 beim Gießen dieses Maschinenträgers 610 als Stahlgussteil mit angegossen werden. Diese Modulaufnahmen weisen zudem Aufnahmebohrungen 632 auf, die Entkopplungsmittel aufnehmen können, wie in der Figur 7 verdeutlicht wird. Figur 7 zeigt einen Ausschnitt der Figur 6 in einer anderen Perspektive und zeigt dabei zwei der Modulaufnahmen 630, die dort als Angüsse vorgesehen sind. In den Aufnahmebohrungen 632, die in Figur 7 nicht mehr direkt zu erkennen sind, sitzen nun Entkopplungsmittel 634, die dort als elastisch dämpfende Einsätze vorgesehen sind, die bspw. aus einem Gummi oder Hartgummi bestehen können bzw. solches aufweisen können. Entscheidend ist ihre Position und damit auch die Position der Aufnahmebohrungen 632 und entsprechend auch der Modulaufnahmen 630, zum Aufnehmen und Tragen eines Tragmoduls in diesem Bereich, das nachfolgend noch beschrieben wird. Diese Modulaufnahmen 630 sind nämlich an einem unteren peripheren Fuß-Abschnitt 636 des Ma- schinenträgers 610 angeordnet. Dies ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig ein Aufnahmebereich für Azimutmotoren 636.
Figur 8 zeigt zu dem Maschinenträger der Figuren 6 und 7 die Anordnung eines Teils, allerdings wesentlichen Teils eines Tragmoduls 640. Dieses Tragmodul 640 ist über Entkopplungsabschnitte 642 im Bereich der Modulaufnahme 630 an diesen über die Entkopplungsmittel 634 befestigt. Es sind entsprechend den Positionen, die in Figur 6 zu sehen sind, vier solcher Entkopplungsabschnitte 642 vorgesehen, die insoweit als Befestigungsabschnitte 642 bezeichnet werden können. Die Darstellung der Figur 8 zeigt nur drei dieser Bereiche, in denen das Tragmodul 640 über die Befestigungsabschnitte 42 und die Entkopplungsmittel 634 an den Modulaufnahmen 630 und damit an dem Maschi- nenträger 610 befestigt ist.
Das Tragmodul 640 ist somit fest mit dem Maschinenträger 610 verbunden, gleichzeitig aber gegen die Übertragung von Körperschall vollständig entkoppelt. Das Tragmodul 640 kann dabei einen Basisabschnitt 644 aufweisen, der im Wesentlichen dem Maschinenträger 610 bzw. die beiden Rohrabschnitte 624 und 626 umgibt. Dieser Basisabschnitt 644 ist über die beschriebenen Entkopplungsmittel 634 an den Maschinenträger 610 befestigt. Der Basisabschnitt 644 weist dann als Erweiterung und auch zur Aufnahme eines Kranträgers 646 einen hinteren Abschnitt 648 auf.
Figur 9 zeigt ganz ähnlich zu Figur 8 einen Maschinenträger 910 mit einem Tragmodul 940 mit einem Basisabschnitt 944 einem hinteren Teil 948 einschließlich Kranträger 946. Eine Befestigung mit Entkopplung erfolgt auch hier ganz ähnlich wie in Figur 8 gezeigt von Befestigungsabschnitten 942 über allerdings kaum erkennbare Entkopplungsmittel 934 zu Modulaufnahmen 930 des Maschinenträgers 910. Auch ansonsten ähneln sich die Tragmodule der Figuren 9 und 8 stark. Das Tragmodul 940 der Figur 9 zeigt zudem noch Bodenplatten 950, die aber ebenso auch für das Tragmodul 640 gemäß Figur 8 vorgesehen, in Figur 8 lediglich nicht dargestellt sind.
Figur 10 zeigt nun einen Teil eines Tragmoduls 1040, das gegenüber den Tragmodulen der Figuren 8 und 10 ähnlich, lediglich etwas anders im Bereich des Kranträges 1046 aufgebaut ist. Dieses Tragmodul 1040 ist mit diversen elektrischen Einrichtungen wie Steuerschränken 1052 bestückt. Das Tragmodul 1040 weist vier Hauptstützen 1054 auf, die auf einem Maschinenträger über Entkopplungsmittel und entsprechende Modulaufnahmen aufzusetzen sind. Dies wird in späteren Figuren noch erläutert.
Figur 1 1 zeigt gegenüber der Figur 10 seitliche Erweiterungen 1056, die teilweise schon an eine Gondelverkleidung, also Außenform der herzustellenden Gondel angepasst sind. Besonders deutlich zeigen diese die beiden gebogenen Streben 1058, aber auch die Tatsache, dass die nun gezeigte Konstruktion des Tragmoduls 1040 nach hinten hin, nämlich zu den beiden winklig miteinander verbundenen Tragstreben 1060, die dort den Kranträger 1046 tragen, zuläuft. Der in Figur 10 gezeigte Teil des Tragmoduls 1040, einschließlich der dargestellten Bestückung mit elektrischen Einrichtungen, wie dem Schaltschrank 1052, ist in seiner Größe so dimensioniert, dass er in einem üblichen Transportcontainer zum Transport auf der Straße passt. Somit kann dieser Teil gemäß Figur 10 in einem solchen normalen Container zu einem Richtungsort in der gezeigten Bestückung transportiert werden. Die Bestückung kann also bereits in der Werkshalle vorgesehen werden, einschließlich der elektrischen Verbindung der Elemente, soweit möglich. Die Erweiterung, die Figur 11 zeigt, ist auch für den Teil des Tragmoduls 1040 gemäß Figur 10 vorzusehen. Das kann aber dann, wenn der Transport mit diesem Standardcontainer erfolgt, an dem Errichtungsort erfolgen. Es wird noch darauf hingewiesen, dass bspw. das elektrische Modul 1062 seitlich über die Hauptstützen 1054 hinausragt. Dieses Hinausragen ist aber in einer Größe, die noch in den besagten Standardcontainer passt.
Alternativ kann bei einem Transport mit einem Schwerlaster das Tragmodul 1040 mit der seitlichen Erweiterung 1056, wie in Figur 11 gezeigt, vollständig in einen entsprechenden Container eines Schwerlasttransports aufgenommen werden. Wenn also ein Transport mit einem Schwerlaster erfolgt, kann das Tragmodul 1040 natürlich auch mit der Bestückung der elektrischen Elemente aber außerdem auch mit diesen seitlichen Erweiterungen in der Werkshalle vorbereitet und wie gezeigt Aufstellungsort transportiert werden. Die Figuren 12 bis 15 veranschaulichen nun das Aufsetzen eines Tragmoduls 1040 einschließlich der seitlichen Erweiterung 1056 gemäß Figur 11 auf einen Maschinenträger 1210. Der Maschinenträger 1210 ist ganz ähnlich dem Maschinenträger 910 gemäß Figur 9 ausgebildet, unterscheidet sich aber in einigen Details im Bereich der Modulauf- nähme 1230 einschließlich Aufnahmebohrungen 1232. Figur 12 zeigt insoweit den vorbereiteten Maschinenträger 1210 und die Figur 13 zeigt eine erste Position, bei der das Tragmodul 1240 bereits durch einen Kran angeliefert und abgesenkt wird. Zwei Absenkpfeile 1264 veranschaulichen die Absenkrichtung des Tragmoduls 1240 auf den Maschinenträger 1210. Figur 14 veranschaulicht dann, bei weiter abgesenktem und nun vollständig dargestelltem Tragmodul 1240, das Vorsehen von vier Entkopplungsmitteln 1234, von denen aufgrund der Perspektive in Figur 14 aber nur zwei dargestellt sind, die entsprechend im Bereich der Modulaufnahmen 1230 nun angeordnet sind.
Im Übrigen zeigt auch das Tragmodul 1240 Bodenplatten 1250 sowie einige weitere Details, wie bspw. ein Kranelement 1266 an dem Kranträger 1246. Diese Elemente sind für die Durchführung des hier veranschaulichten Aufbaus nicht nötig, aber es ist vorteilhaft, dass diese Elemente bereits vorinstalliert sind. Das Tragmodul 1240 ist also vorgefertigt und bestückt, einschließlich elektrischer Verbindungen der vorhandenen Elektro- einrichtungen untereinander, sofern dies schon möglich ist, und einschließlich der Bo- denplatten 1250.
Figur 15 zeigt dann den fertigen Zustand des Zusammenbaus von Maschinenträger 1210 und Tragmodul 1240.
Aus den Figuren 12 bis 15 ist nun auch zu erkennen, dass das Tragmodul 1040 im Bereich der Hauptstützen 1254 auf den Modulaufnahmen 1230 und den Entkopplungsmit- teln 1234 aufgesetzt ist.
Es kann also nicht nur eine vergleichsweise einfache Zusammensetzung dieser Elemente erfolgen, indem besonders das Tragmodul 1240 soweit wie möglich vorbereitet und bestückt ist, und dann erst aufgesetzt wird, sondern es kann hierbei gleichzeitig ein schallreduzierter Aufbau erfolgen, bei dem nämlich Körperschall von dem Maschinenträ- ger 1210 nicht oder nur gering auf das Tragmodul 1240 übertragen wird, von dem aus er ggf. in eine Verkleidung gelangen und von dort abgestrahlt werden könnte. Dies wird verhindert oder zumindest erheblich verringert. Figur 16 zeigt nun die Ergänzung von Entkopplungsstützen 1268 zum Befestigen und entkoppelnden Stützen einer Gondelverkleidung. Diese Entkopplungsstützen werden später angebracht, da sie im vorinstallierten Zustand keinen Platz mehr in dem Transportcontainer finden, selbst nicht im Schwerlasttransportcontainer. Die Anzahl dieser Entkopplungsstützen 1268 ist jedoch gering und sie können vergleichsweise einfach vor Ort angeordnet werden, um dann die Gondelverkleidung vorzusehen. Es wird darauf hingewiesen, dass das Installieren der Elektroeinrichtungen besonders aufwendig, kompliziert und ggf. fehlerträchtig sein kann, weil für die elektrischen Einrichtungen in vielerlei Hinsicht auch Funktionstests durchgeführt sollen oder müssen. Viele von diesen Funkti- onstests können nun bereits in einer Werkhalle vor dem Transport erfolgen.
Solchen Überlegungen insbesondere Tests sind für die Entkopplungsstützen 1268 nicht erforderlich, so dass ihre Installation bzw. Anordnung vor Ort insoweit vergleichsweise einfach und problemlos erfolgen kann.
Figur 17 zeigt dann einen Teil einer Gondelverkleidung eines Hauptteils 1202 einer Gondel. Es ist zu erkennen, dass einige der Entkopplungsstützen 1268 durch die Verkleidung 1270 hindurch ragen. Dennoch können sie die Verkleidung 1270 teilweise stützen und sie können zum Anordnen äußerer Elemente, wie bspw. einer Flugbefeuerung oder Messeinrichtungen wie Anemometer, verwendet werden. Figur 17 zeigt zudem einen Turm-Dom 1208, der im Bereich zu einem Turm hin vorgesehen sind. Der Turm-Dom 1208 ist hier vergleichsweise kurz ausgestaltet und kann deswegen so kurz ausgestaltet werden, weil eine Belüftung der Gondel nicht über diesen Bereich des Turm-Doms 1208 erfolgt, so dass dieser im Wesentlichen gegen den Turm abgedichtet sein kann und entsprechend keine Strömungsstrecke für einströmende Luft vorsehen muss.
Figur 18 veranschaulicht einen Zusammenbau von Maschinenträger 1210 und Tragmodul 1240 und die veranschaulichten Personen 1272 veranschaulichen nicht nur die Größe des Aufbaus, sondern auch, wo Standflächen zum Betreten vorhanden sind.
Die Figur 19 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Maschinenträger 910 mit aufgesetztem und vollständig bestücktem Tragmodul 940, das gemäß der Zeichnung zumindest teilweise in einer Gondelverkleidung aufgenommen ist. Die Gondelverkleidung 1970 weist dabei umlaufende Spanten 1974 sowie dazwischen längsseitig angeordnete Spanten 1976 auf. Diese können ein Skelet oder Traggerippe für die Gondelverkleidung 1970 bilden, oder die längsseitigen Spanten können Teil der Verkleidungssegmente 1987 sein. Figur 20 zeigt also in der Explosionsdarstellung eine Gondel 2001 , von der hier nur die Hülle dargestellt ist. Diese Hülle oder Gondelhülle setzt sich zusammen aus grundsätzlich drei Bereichen, nämlich der Gondelverkleidung 2002, der Generatorverkleidung 2004 und der Spinnerverkleidung 2006. Die Gondelverkleidung 2002 ist unterteilt in eine vordere Gondelverkleidung 2020, eine hintere Gondelverkleidung 2022 und eine ganz hinten abschließende Gondelkappe 2024.
Die Spinnerverkleidung 2006 ist weiter unterteilt in eine Spinnerhauptverkleidung 2060 und eine Spinnerkappe 2062. Die Generatorverkleidung 2004 ist in Längsrichtung, also von der Gondelkappe 2024 zur Spinnerkappe 2062 nicht weiter unterteilt. Bis auf die beiden Kappen, also die Gondelkappe 2024 und die Spinnerkappe 2062 sind die einzelnen Verkleidungsabschnitte soweit möglich in einzelne längsgerichtete Segmente unterteilt, die jeweils die Schalensegmente sind. Die Unterteilung in längsgerichtete Segmente wird soweit wie möglich vorgenommen und ist dabei lediglich in der Spinnerhauptverkleidung 2060 im Bereich der Blattdurchführungen oder Blattdome 2064 unterbrochen und die vordere Gondelverkleidung 2020 ist im Bereich der Turmdurchführung bzw. des Turm-Doms 2026 unterbrochen. Ansonsten werden jeweils gleiche längsgerichtete Segmente verwendet.
Die hintere Gondelverkleidung 2022 weist dafür acht hintere Gondelsegmente 2028 auf. Die vordere Gondelverkleidung 2020 weist neun vordere Gondelsegmente 2030 auf und die Generatorverkleidung 2004 ist in sechs Generatorsegmente 2042 unterteilt. Zwischen den Blattdomen 2064 weist die Spinnerhauptverkleidung 2060 jeweils ein Spinnersegment 2066 auf. Insgesamt sind also drei Spinnersegmente 2066 vorhanden.
Figur 21 zeigt sechs 20-Fuß-Container 2080 und einen 40-Fuß-Container 2084. In diesem insgesamt sieben Containern sind sämtliche Elemente, die in Figur 20 dargestellt sind, enthalten, bis auf die beiden Kappen. Für die Gondelkappe 2024 und die Spinnerkappe 2062 ist ein separates Transportgestell 2086 vorgesehen. Im Übrigen sind an der Spinnerhauptverkleidung 2060 gemäß Figur 20 noch drei Blattfortsätze 2018 dargestellt, die so ausgebildet sind, dass sie das jeweilige Rotorblatt in seiner Form ergänzen, wenn es in seinem Betriebszustand ist, ohne aus dem Wind gedreht zu sein, also insbesondere im Teillastbereich bzw. Teillastbetrieb. Diese Blattfortsätze 2018 sind abnehmbar und können im abgenommenen Zustand in einem Container untergebracht werden, wie die Figur 21 zeigt. Ansonsten sind in Figur 21 in den vier in Reihe dargestellten Containern in einem die hinteren Gondelsegmente 2028 in einem Stapel gelagert. Die vorderen Gondelsegmente 2030 sind in zwei weiteren Containern gelagert. Segmente mit dem Turm-Dom 2026 sind in einem noch weiteren Container gelagert. Der Container, in dem bereits die abnehmbaren Blattfortsätze 2018 gelagert sind, enthält auch die Generatorsegmente 2042.
Der einzige Langcontainer, also 40-Fuß-Container 2084, umfasst sämtliche Blattdomsegmente 2064. Die drei Spinnersegmente 2066 sind schließlich in dem letzten noch nicht erläuterten Container 2080 untergebracht. Figur 22 zeigt zum Vergleich eine bisherige Art und Weise des Transports, bei dem auch zwei 20-Fuß-Container vorgesehen sind, die übrigen Segmente aber auf Transportpaletten transportiert werden müssen. Dies ist nicht zuletzt auch dadurch begründet, dass Segmente mit nicht abnehmbaren Blattfortsätzen 2218 transportiert werden mussten. Außerdem sind die Domsegmente 2264 durch die langen Dome schwierig zu transportie- ren. Auch die ungünstige Aufteilung anderer Segmente machen einen solchen Transport auf Paletten 2270 erforderlich.
Fig. 23 erläutert die mathematische Aufteilung der Segmente. Demnach besteht folgender Zusammenhang zwischen der Sehne b, dem Radius R und der Teilung a:
Figure imgf000021_0001
Außerdem muss die Anzahl der Segmente, unter der Annahme, dass diese einen vollständigen Kreis bilden, multipliziert mit dem Winkel α 360° ergeben: a : Teilung
a■ n = 360°
Die Anzahl n ist so zu wählen, dass die Sehnenlänge b nach den beiden Gleichungen (1) und (2) noch in den Seecontainer passt, also etwas kleiner als die Innenbreite ist. Für die Figur 20 ergibt sich, wenn keine Dom-Segmente zu berücksichtigen wären, 9 Segmente mit einer Teilung von 40° für die Spinnersegmente 2066 der Spinnerhauptver- kleidung 2060, 12 Segmente mit einer Teilung von 30° für die vorderen Gondelsegmente 2030 der vorderen Gondelverkleidung 2020 und 8 Segmente mit einer Teilung von 45° für die hinteren Gondelsegmente 2028 der hinteren Gondelverkleidung 2022.
Die Dome verändern dabei nicht die Teilung, sondern nur jeweils die Anzahl der gleichen Segmente.
Insbesondere müssen die Segmente durch eine Öffnungsweite der Tür des Containers passen. Die beträgt 2,343 Meter und die Höhe der Türöffnung betrag 2,28 Meter.
Figur 24 entspricht in vielen Details der Darstellung der Figur 21. Insoweit wird auf diese Figur 21 und die Erläuterungen dazu verwiesen. Insoweit sind auch viele der Bezugszei- chen identisch. Abweichend zu der Ausführungsform der Figur 21 zeigt die Figur 24 eine Ausführungsform, bei der eine Spinnerkappe 2462 in vier Spinnerkappensegmente 2463 aufgeteilt und zum Transport zerlegt und in dem rechts dargestellten Container 2080 zum Transport angeordnet sind. In demselben Container 2080 mit diesen Spinnerkappensegmenten 2463 ist auch die Gondelkappe 2024 angeordnet. Außerdem sieht diese Ausführungsform gemäß Figur 24 vor, nur 20-Fuß-Container 2080 zu verwenden, so dass der 40-Fuß-Container 2084 der Figur 21 durch zwei 20-Fuß- Container 2080 ersetzt werden konnte. Es sind nun neun 20-Fuß-Container vorgesehen und es konnte dabei auch auf das separate Transportgestell 2086, das in Figur 21 dargestellt ist, verzichtet werden. Sämtliche Elemente der Gondelhülle sind nun in neun 20- Fuß-Containern untergebracht und können somit gut und insbesondere mit gutem Schutz gegen Witterungseinflüsse transportiert werden. Auch etwaige Beschädigungen durch den Transport können hierdurch vermieden, deren Risiko zumindest reduziert werden.

Claims

Ansprüche
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100), wobei die Windenergieanlage 100) einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie aus Wind aufweist, und die Gondel (1) umfasst
einen Maschinenträger (10) zum Tragen des Generators auf einem Turm, ein Tragmodul (640) zum Aufnehmen elektrischer Steuereinrichtungen und eine Gondelverkleidung (1270) zum Schützen des Tragmoduls (640) und des Maschinenträgers (10) vor Witterungseinflüssen, wobei
das Tragmodul (640) und/oder die Gondelverkleidung (1270) über Entkopplungsmittel (634) mit dem Maschinenträger (10) verbunden sind, so dass darüber eine elastisch bedämpfte Verbindung mit dem Maschinenträger (10) besteht.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gondelverkleidung über Entkopplungsmittel an dem Tragmodul befestigt ist,
eine Spinnerverkleidung über Entkopplungsmittel an einem Rotor des Generators bzw. einem Läufer des Generators befestigt ist und/oder
eine Generatorverkleidung über Entkopplungsmittel an einem Stator des Generators befestigt ist und/oder
das die Spinnerverkleidung für jedes Rotorblatt einen lösbaren Blattfortsatz aufweist.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Tragmodul (640) über die Entkopplungsmittel (634) von dem Maschinenträger (10) getragen wird, insbesondere darüber ausschließlich getragen wird und/oder die Entkopplungsmittel (634) so ausgelegt sind, dass sie das Übertragen von Körperschall von dem Maschinenträger (10) zum Tragmodul (634) verhindern, die Übertragung zu mindestens signifikant dämpfen. Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprü- dadurch gekennzeichnet, dass
das Tragmodul (640) und/oder der Maschinenträger (10) dazu ausgebildet sind, dass das Tragmodul (640) in einem mit den Steuereinrichtungen bestücktem Zustand auf den Maschinenträger aufgesetzt bzw. in dafür vorgesehene Aufnahmen der Entkopplungsmittel eingesetzt zu werden.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Entkopplungsmittel (634) für die Befestigung des Tragmoduls in einem peripheren Bereich, insbesondere Fuß-Bereich des Maschinenträgers (10) in der Nähe eines Azimutlagers angeordnet sind, insbesondere in einem Abschnitt, der auch Azimutantriebe zum Durchführen einer Azimutverstellung aufnimmt.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gondelverkleidung (1270), die Spinnerverkleidung und/oder die Generatorverkleidung jeweils ein Traggerüst (1974) und darin aufgenommene Schalensegmente (308) aufweisen und insbesondere die Schalensegmente generalisiert, so dass jeweils mehrere gleiche Schalensegmente vorgesehen sind, und die Schalensegmente dabei so dimensioniert sind, dass sie für einen Transport in 20-Fuß und/oder 40-Fuß-Containern untergebracht werden können.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gondel eine Längsachse aufweist, die eine Längsrichtung definiert und insbesondere einer Drehachse des Generators entspricht, und einige oder alle der Schalensegmente in Längsrichtung ausgerichtet sind mit zwei seitlichen, gleich großen Längsrändern, einem kürzeren und einem längeren Querrand, oder zwei gleichen Querrändern, wobei die Querränder jeweils einem Kreisabschnitt des Gondelumfangs der Gondel in der betreffenden Position entsprechen, und wobei die Querränder jeweils eine Sehne aufweisen, wobei die Gondel in Längsrichtung in Abschnitte unterteilt ist, und abschnittweise die Anzahl der Schalensegmente so ausgewählt wird und/oder die Schalensegmente so dimensioniert werden, dass die Sehne des längeren Querrandes, und/oder bei gleichem Querrand die Länge des einen Querrandes oder des Längsrandes der innen verfügbaren Breite eines Standardseecontainers (20-Fuß oder 40-Fuß-Container) entspricht, so dass jedes dieser Segmente in den Container gelegt werden kann.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gondelverkleidung (1270) an dem Tragmodul (640) befestigt ist und davon getragen wird.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine elastisch bedämpfte Verbindung zwischen dem Tragmodul (640) und der Gondelverkleidung (1270) besteht.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schalensegmente, bzw. die Schalensegmente (308) der Gondelverkleidung (1270) im Wesentlichen aus Aluminium insbesondere in einem Tiefziehverfahren hergestellt werden und jeweils wenigstens ein Dichtlippenprofil (302) zum Aufnehmen einer Dichtlippe (304) zum abdichtenden Zusammensetzten mit anderen Schalensegmenten und/oder an einem bzw. dem Traggerüst (1974) vorhanden ist und jeweils eine Dichtlippe (304) aufweist.
Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gondelverkleidung (1270) einen rohrförmigen Verlängerungsabschnitt zum Umschließen eines oberen Abschnitts des Turms aufweist und/oder dass ein Spinnerabschnitt (6) vorgesehen ist, der eine Rotornabe umschließt und jeweils einen rohrförmigen Verlängerungsabschnitt zum Umschließen eines Wurzelbereichs eines Rotorblattes aufweist. Gondel einer Windenergieanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine bzw. die Spinnerverkleidung eine Spinnerhauptverkleidung und eine daran angeordnete Spinnerkappe aufweist, um die Spinnerverkleidung nach vorne abzuschließen, wobei die Spinnerkappe in mehrere gleich große Segmente unterteilt ist, insbesondere so, dass diese in einem Standard 20-Fuß-Container oder 40-Fuß- Container liegend untergebracht werden können.
Windenergieaniage (100) mit einer Gondel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen einer Gondel (1) einer Windenergieanlage (100) umfassen die Schritte:
Bereitstellen eines Maschinenträgers (10),
Herstellen eines Tragmoduls (640) zum Aufnehmen elektrischer Steuereinrichtungen und
Aufsetzen des Tragmoduls (640) auf den Maschinenträger (10) in Entkopplungsmittel (634).
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Tragmodul vor dem Aufsetzen auf den Maschinenträger mit den elektrischen Steuereinrichtungen bestückt ist.
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